Ca2+是重要的神经传导介质，在神经细胞的功能活动中起重要的作用。Mn2是是Ca2+的类似物，可通过电压门控Ca2+通道进入神经细胞，并通过微管系统在神经细胞内传输。同时，Mn2+具有顺磁性，可用作MR造影剂。近年来，MEMRI已被广泛用来研究大脑功能活动，追踪神经传导路径和显示脑组织精细结构等方面。本实验采用7.0Tmicro-MR成像系统实现MEMRI在大鼠神经系统中的基础应用，并对实验设计、实验方法、MR成像序列进行优化，为后续的MEMRI实验奠定基础。　　 第一部分大鼠脑皮层结构的高分辨MEMRI研究　　 目的研究尾静脉给药后锰离子增强磁共振显示大鼠脑皮层结构的作用，并比较有无血脑屏障开放对皮层结构显示的影响。方法15只SD大鼠，采用随机排列表方法随机分为3组，每组5只。A组，右侧颈内动脉注入30％甘露醇开放血脑屏障后尾静脉注100mmol/L MnCl2生理盐水溶液，12h后MRI成像；B组，右侧颈内动脉注入生理盐水后尾静脉注100 mmol/L，MnCl2溶液，12 h后MRI成像；C组作为正常对照。成像采用7.0 Tmicro-MR扫描仪。采用Paravision4.0软件测量各组感兴趣区信噪比，各组间信噪比比较采用单因素方差分析，两侧大脑半球间信噪比比较采用配对t检验。结果锰离子增强磁共振能清楚显示鼠脑的灰白质结构及皮层的条带状结构，能显示感觉运动区的解剖边界；室周结构如海马、齿状回、缰联合、嗅球等结构能清楚显示。A组两侧皮层出现不对称强化，开放血脑屏障侧大脑皮层强化更明显，条带状结构显示较模糊。B组两侧皮层强化比较一致。A、B组两侧大脑皮层、小脑皮层、嗅球、海马信噪比差别均没有统计学意义（A组t值分别为2.77、0.95、-0.40、1.26，p值分别为0.05、0.39、0.71、0.28；B组t值分别为-0.229、-1.761、0.932、-1.07，p值分别为0.78、0.153、0.404、0.345）。Mn2+增强后鼠脑右侧大脑皮层、两侧小腑皮层、海马和垂体信噪比升高，差别有统计学意义（F值分别为4.36、6.66、5.84、11.38、9.93，22.80，p值分别为0.038、0.011、0.017、0.002、0.003、<0.001）。结论尾静脉给药后锰离子增强磁共振能特异性显示大鼠脑皮质分层结构及体感运动皮层区的解剖边界。高浓度甘露醇能有效开放血脑屏障，并对脑皮层结构显示产生影响。开放与不开放血脑屏障锰离子增强磁共振图像各具特征，可以根据实际需要进行选择。　　 第二部分皮层给药追踪大鼠皮质脊髓束的MEMRI研究　　 目的探讨7.0 T Mn2+增强MRI（MEMRI）追踪活体大鼠神经传导束的作用。方法SD大鼠9只，立体定位下向右侧运动皮层内注射1 mol/L MnCl2溶液014μl，分别于注药前、注药后24 h、48 h、72 h、7 d行7.0T micro-MR扫描，观察皮质脊髓束及相关神经传导束的走行。结果MnCl2皮质内注射后分时间段进行MR扫描可以完整地显示活体大鼠皮质脊髓束从运动皮层、丘脑、大脑脚、脑桥的走行区结构，24～48 h显示最佳，部分Mn2+通过胼胝体到达对侧运动皮层功能区。结论7.0TMn2+增强MR能够清晰、动态地显示大鼠皮层内神经传导通路，Mn2+增强后的皮质脊髓束的解剖定位与Paxinos等大鼠解剖图谱定位一致；MEMRI能够显示两侧大脑半球间的联系，对活体研究大脑功能及损伤后脑的神经可塑性有重要的作用。　　 第三部分活动诱导MEMRI（AIM-MRI）观察大鼠皮层功能区的活动　　 目的探讨活动诱导锰离子增强磁共振（AIM-MRI）检测大鼠左侧前爪皮层功能区的可行性及各种影响因素对于AIM-MRI的影响。方法25只SD大鼠按随机数法随机分为5组。A组，大鼠麻醉状态下尾静脉缓慢泵入100 mmol/L MnCl2生理盐水溶液，30％甘露醇开放右侧血脑屏障（BBB）后电流刺激左侧前爪，然后行7.0T micro-MRI成像。B组实验前腹腔给予钙离子通道阻滞剂维拉帕米，C组左前爪不行电流刺激，D组不开放右侧BBB，其余实验方法与A组一致。E组作为正常对照，直接MRI。另取6只SD大鼠，随即分为轻度麻醉和重度麻醉组，每组3只。实验方法与A组一致。结果磁共振图像上A组右侧皮层显示左侧前爪功能区强化，T1值减少。B-D组没有显示左前爪功能区的强化。轻度麻醉组大鼠右侧皮层出现异常强化。结论麻醉状态下开放BBB后电流刺激对侧前爪，AIM-MRI可以清楚显示大鼠前爪功能区。适当的麻醉深度、BBB开放、电流刺激、钙离子通道的正常状态是AIM-MRI的必要因素。AIM-MRI可以在体评估大脑功能活动，有助于动物皮层功能重组和可塑性的研究。